在高溫作用下，旋壓封頭用金屬原子間的自由電子獲得了外界的能量，其活動范圍擴大，使原子間的“粘結力”減小，晶格錯位容易進行，從而使金屬材料的強度下降，而塑性和韌性升高。高溫下材料許用應力降低的原因 源于此。

　　1、材料的蠕變及應力松馳

　　當旋壓封頭用材料的使用溫度超過其熔點的(0.25~0.35)倍時，金屬的性能已處于不穩(wěn)定狀態(tài)，此時若在外力的作用下，會出現(xiàn)這樣一種現(xiàn)象：雖然旋壓封頭用材料的應力不再增加，但其變形卻隨著時間的增加而繼續(xù)增大，而且出現(xiàn)了不可恢復的塑性變形。通常把這種現(xiàn)象稱做材料的蠕變。一般情況下，對碳素鋼來說，考慮蠕變發(fā)生的起始溫度為400℃，對鉻鉬合金鋼則為450℃。

　　與蠕變現(xiàn)象相反，當材料受高溫和外力的持續(xù)作用時，可能會出現(xiàn)這樣一種現(xiàn)象：材料的總應變量不變，但由于發(fā)生蠕變，使其中部分彈性變形轉化成了塑性變形，從而導致彈性應力降低，即意味著旋壓封頭用金屬材料被“放松”了。材料的這種現(xiàn)象稱做應力松馳。應力松馳實際上是蠕變發(fā)生的另一種表現(xiàn)形式。高溫下工作的螺栓常因應力松馳而導致法蘭泄漏，所以此時應選用抗蠕變能力高的鉻鉬鋼材料作為高溫螺栓材料。對于加工殘余應力和焊接殘余應力，由于應力松馳而使其減弱或釋放，從而可減緩或消除它們帶來的不利影響。

　　2、材料的球化和石墨化

　　在高溫作用下，碳鋼中的滲碳體由于獲得能量而將發(fā)生遷移和聚集，形成晶粒粗大的滲碳體并夾在鐵素體內，尤其是對于珠光體碳鋼，其滲碳體會由片狀逐漸轉變成球狀。這種現(xiàn)象稱為材料的球化。球化的結果使得旋壓封頭用材料的抗蠕變能力和持久強度下降，而塑性增加。一般情況下，碳鋼長期處于450℃以上溫度環(huán)境時， 有明顯的球化現(xiàn)象。

　　對于碳鋼和一些低合金鋼，在高溫作用下，其組織中會出現(xiàn)這樣一種現(xiàn)象：其過飽和的碳原子發(fā)生遷移和聚集，并轉化為石墨(石墨為游離的碳原子)。由于石墨強度極低，并以片狀存在于珠光體內，將使旋壓封頭用材料的強度大大降低，而脆性增加。這種現(xiàn)象稱為材料的石墨化。一般情況下，碳鋼長期處于425℃以上溫度環(huán)境時， 有石墨化發(fā)生，而在475℃以上時則明顯出現(xiàn)。為 起見，SH3059標準規(guī)定，碳鋼的 使用溫度為425℃，而GB150規(guī)范則規(guī)定其 使用溫度為450℃。

　　通常，旋壓封頭用珠光體鋼的球化先于石墨化發(fā)生，當發(fā)現(xiàn)材料中有石墨析出時，球化過程已經過去。一般認為，石墨化是某些鋼球化的繼續(xù)和發(fā)展。

　　3、材料的高溫氧化

　　旋壓封頭用金屬材料處于高溫和氧化性介質(如空氣)的環(huán)境中時，將會被氧化。氧化產物為疏松的非金屬物質，容易脫落，故有時也稱其金屬的氧化為脫皮。以碳鋼為例，當它處于570℃的空氣中時，會產生FeO+Fe3O4+Fe2O3氧化皮，該氧化皮很容易脫落而使金屬減薄，故不受力的碳鋼一般也應限制在560℃以下工作。常用材料的抗氧化極限溫度列于表3-1。一般情況下，旋壓封頭都不會以材料的抗氧化極限溫度作為使用限制，只有在很 殊的情況下(如燒焦時)才可能這樣做。